HT300高强度缸体缸盖材料熔炼技术研究

分析了熔炼工艺,w(C)、w(Si)量,w(Mn)、w(S)量,合金化工艺及孕育处理对高强度灰铸铁铁液质量的影响。认为大量使用生铁使铁液收缩倾向增大且使铸件性能降低;增碳剂的选用是全废钢熔炼的关键;在较高w(C)、w(Si)量条件下生产高强度灰铸铁件,必须设法在熔炼过程中增加石墨晶核,并增S防止石墨长成粗大片状;适当的合金化和孕育处理,可以使铁液的收缩倾向得到明显改善。指出可以通过延迟开箱时间使铸件在砂箱中缓慢冷却以消除铸造应力,为生产优质铸件提供最后保证。     

灰铸铁缸体切削加工性能的影响因素分析

综述了影响灰铸铁缸体切削加工性的因素,包括化学成分、熔炼及孕育处理方法、石墨和基体组织中的硬质点.认为w(C)量不是影响灰铸铁加工性能的主要因素;应严格控制w(Si)量,因为w(Si)量高使 A1 温度升高,珠光体片间距大、强度低;w(S)在0.08%～0.12%是有利的,而MnS与加工性的关系还有待验证.建议Cr与Mn、Si和微量Sb复合加入;w(Cu)的合理加入量在0.155～0.25%,w(Sn)应低于0.1%,w(Sb)在0.004%～0.006%为宜.指出灰铸铁缸体铁液由冲天炉-感应炉双联熔炼为好,随流孕育对提高硬度和降低断面敏感性有一定作用;共晶团细化,虽然灰铸铁的强度和硬度增加,却并不一定恶化加工性能.     

铁神一号净化剂对灰铸铁组织和力学性能的影响

利用中频感应电炉熔炼灰铸铁铁液，水玻璃砂造型，浇注铸造阶梯试样、φ30mm试棒以及热分析试样，研究了净化剂对其结晶过冷度、组织和力学性能的影响。试验结果表明，单独加入净化剂0．6％可以增加过冷倾向，细化石墨，降低断面敏感性；可以提高灰铸铁的抗拉强度和冶金质量指标；同时加入净化剂0．6％和硅钡孕育剂0．7％对灰铸铁进行复合孕育，明显增加共晶团数量至441个/cm^2，可以获得细小A型石墨，显著提高灰铸铁的力学性能σb至282MPa。     

中频炉熔炼灰铸铁的工艺及质量控制

根据中频炉熔炼灰铸铁的特点和铁液的特性,分析了原材料选用、炉料配比、化学成分、增C率、熔炼温度、孕育处理等对灰铸铁力学性能的影响,阐述了中频炉熔炼灰铸铁的工艺、质量控制及改进,指出高纯净度铁液对于确保灰铸铁铸件高质量和高性能的重要性,并得出以下结论:采用废钢增C工艺,适当提高CE和Si/C比,采取快熔快出的操作方法,强化孕育处理工艺,将铁液过热温度控制在1 510～1 530℃,出炉温度控制在1 480～1 500℃,可减少铸造缺陷,增强灰铸铁性能,提高铁液品质和铸件质量,降低废品率。     

缸体缸盖铸件的材料性能问题——车用中小型发动机灰铸铁缸体缸盖铸件生产工艺（4）

叙述如何改善灰铸铁的综合性能,认为提高灰铸铁强度的途径主要是:(1)高温熔炼;(2)常规元素成分的选择;(3)恰当的孕育;(4)合金化.要降低铸铁的缩松倾向,最根本的措施是采用高的碳当量,尽量发挥石墨化膨胀的作用,并且要:(1)控制合理的孕育量;(2)优化合金化的方法;(3)适当降低铁液浇注温度;(4)快速高温熔炼,减少铁液氧化.指出铸铁的加工性能取决于断屑的难易和硬质相的分布状态;对Mn、S以及一些微量元素对加工性能的影响进行了讨论.     

中频感应电炉熔炼高强度灰铸铁的控制要点

介绍了中频感应电炉熔炼高强度灰铸铁的控制要点,得出以下结论:(1)确定合理的化学成分和炉料配比是获得优质铁液、生产高性能灰铸铁件的前提条件;(2)合理选择电炉熔化功率、炉料的加入方式和时机、高温静置温度与时间是获得优质铁液的重要环节;(3)选择能延长孕育效果和增强形核能力的Si-Ba孕育剂,以及Cu、Sn和Cr的合金化工艺,选用恰当的材料加入方式,可以使铸件基体组织细化,石墨形态优化,还可以减少白口倾向,改善加工性能。     

高强度灰铸铁缸体铁液处理工艺研究

介绍了6DL、道依茨(Deutz)、6DM、6DN系列灰铸铁缸体铸件的力学性能要求。对材料性能不稳定的原因进行了分析,提出了稳定材料性能的试验研究内容,最后采取了以下改进措施:采用预处理剂,提高铁液形核、抗衰退、受孕育能力;选用优质增C剂,增加石墨核心数量;改变铁液充型的进液位置;适当降低原铁液w(C)、w(Si)及w(Mn)量,提高w(S)量;降低GF300合金加入量,并将GF300合金改成随流变质处理剂,与随流孕育剂一同在浇注时加入到铁液中。结果显示:上述各系列缸体的本体抗拉强度已稳步提高,达到了技术要求。     

孕育方法对消失模铸造灰铸铁组织性能的影响

针对消失模铸造灰铸铁过程中石墨形态及力学性能不稳定的问题,通过在生产条件下附铸阶梯试样及试棒的方法,研究了不同孕育处理方法对消失模铸造灰铸铁组织和性能的影响。结果表明,浇注过程中进行瞬时孕育并控制孕育量在一个适宜的范围内,可明显改善石墨形态和基体组织,同时力学性能得到提高。瞬时孕育量为0.25%时,可基本消除灰铸铁过冷石墨,同时细化基体,抗拉强度较炉前孕育试样提高15 MPa。     

硫对灰铸铁组织和性能的影响

在电炉熔炼条件下,采取往铁液中加入FeS增硫的方法,研究和探讨了硫对灰铸铁组织和性能的影响.试验结果表明:硫从0.020%上升到0.061%,灰铸铁强度可提高50MPa以上,硬度值可提高20个HB,灰铸铁白口倾向减小,A型石墨增多,断面均匀性得到改善,进一步提高硫到0.101%时,上述指标值变化不大.此外,用电子探针对灰铸铁组织进行的微区分析发现,石墨内部有大量的Si、Ba、S和Mn等元素的富集,据此可以认为,上述元素的硫化物在灰铸铁凝固过程中起着石墨形核的基底作用.     

高强度灰铸铁熔炼技术发展趋势及最新研究成果

回顾了灰铸铁熔炼技术的发展历史,认为提高熔炼过程中石墨的形核能力是提高熔炼技术的重要途径。通过冲天炉与感应炉双联熔炼和感应炉增碳熔炼HT250材料的对比试验数据,说明采用感应炉增碳工艺可以有效地减轻铁液的收缩和白口倾向,减少灰铸铁的断面敏感性,改善石墨形态,提高材料性能。指出随着熔炼工艺水平的提高和铁液炉前处理技术的创新,HT300材料已产业化应用,HT350及更高牌号的灰铸铁材料也已经能够达到。     

灰铸铁的石墨分布形状及其控制

介绍了灰铸铁中石墨分布形状的分类,强调2点:(1)C型和F型石墨都属初生石墨,石墨是在过共晶成分下从铁液中析出的;(2)A、B、D、E各型石墨存在于亚共晶铸铁中,它们是在共晶过程中产生的共晶石墨。指出:A型石墨分布均匀无方向性,具有A型石墨的铸铁,其性能均匀性和稳定性好,铸铁的强度利用率高。因此,A型石墨是高强度灰铸铁追求的目标。最后介绍了获得A型石墨的几个方法:(1)控制CE;(2)采用低合金化和适当提高Si/C比;(3)加强孕育处理;(4)合理选择炉料;(5)其它,如内浇道分散、铁流末端设溢流冒口、打箱不要过早,等。     

感应电炉熔炼灰铸铁的冶金特性及质量改善

介绍了采用感应电炉生产灰铸铁时铁液的一些冶金特性,提出了提高铁液质量的相关措施:(1)尽量使用大功率熔化炉料,减少铁液与外界气体接触,防止铁液氧化;(2)铁液的过热温度不能太高,过热时间不能太长;(3)需要加入Fe S或Fe S2进行增S,以满足化学成分工艺要求;(4)在满足铸件力学性能的基础上,铁液中的w(Mn)和w(S)量应取下限;(5)加入Si C进行预处理,有利于生成细小均匀的A型石墨;(6)将Si/C的比值控制在0.6~0.8,减少铸件薄壁的白口倾向,改善铸件的力学性能和加工性能。     

再谈提高原铁液质量的关键技术(2)

详细地论述了铸铁件的力学性能、铸造性能、加工性能及缺陷与原铁液质量的关系。原铁液的冶金质量要求包括:(1)过热温度要高,高温过热的原铁液对铸铁质量有重要影响,指出了对高温过热铁液的错误看法;(2)C、Si、Mn、P、S五大常规元素、合金元素及微量元素的含量要准确,波动范围要小,随着高质量要求铸件及高端铸件生产的增多,灰铸铁和球墨铸铁的化学成分定位也有变化;(3)铁液纯净度要优良,包括O、H气体含量低,N2含量适当,氧化渣及非金属夹杂物低,有害微量元素低;(4)影响孕育后石墨化的因素不仅是孕育剂、孕育方法、孕育温度,改善原铁液本身的形核潜能力也十分重要,废钢增C工艺、预处理工艺等都是提高原铁液形核潜能最有效的措施。     

再谈提高原铁液质量的关键技术(1)

详细地论述了铸铁件的力学性能、铸造性能、加工性能及缺陷与原铁液质量的关系。原铁液的冶金质量要求包括:(1)过热温度要高,高温过热的原铁液对铸铁质量有重要影响,指出了对高温过热铁液的错误看法;(2)C、Si、Mn、P、S五大常规元素、合金元素及微量元素的含量要准确,波动范围要小,随着高质量要求铸件及高端铸件生产的增多,灰铸铁和球墨铸铁的化学成分定位也有变化;(3)铁液纯净度要优良,包括O、H气体含量低,N2含量适当,氧化渣及非金属夹杂物低,有害微量元素低;(4)影响孕育后石墨化的因素不仅是孕育剂、孕育方法、孕育温度,改善原铁液本身的形核潜能力也十分重要,废钢增C工艺、预处理工艺等都是提高原铁液形核潜能最有效的措施。     

再谈提高原铁液质量的关键技术(3)

详细地论述了铸铁件的力学性能、铸造性能、加工性能及缺陷与原铁液质量的关系。原铁液的冶金质量要求包括:(1)过热温度要高,高温过热的原铁液对铸铁质量有重要影响,指出了对高温过热铁液的错误看法;(2)C、Si、Mn、P、S五大常规元素、合金元素及微量元素的含量要准确,波动范围要小,随着高质量要求铸件及高端铸件生产的增多,灰铸铁和球墨铸铁的化学成分定位也有变化;(3)铁液纯净度要优良,包括O、H气体含量低,N2含量适当,氧化渣及非金属夹杂物低,有害微量元素低;(4)影响孕育后石墨化的因素不仅是孕育剂、孕育方法、孕育温度,改善原铁液本身的形核潜能力也十分重要,废钢增C工艺、预处理工艺等都是提高原铁液形核潜能最有效的措施。     

灰铸铁研究和生产的新进展与展望

阐述高强度薄壁灰铸铁件技术的进展。要解决铸铁高强度化、薄壁化的问题，就是要在较高碳当量条件下，增加枝晶数量、细化共晶团、细化石墨和强化基体。通过控制基体的显微硬度，奥氏体枝晶数量和石墨片长度，可在w(CE)为3．9％-4．2％范围内获得高达300MPa的强度和优良的铸造性能。为提高薄壁高强度灰铸铁件的冶金质量，必须：(1)获得高温、成分稳定的铁液；(2)添加适量的Cr、Cu、Sn、Mo、Ni等元素进行低合金化；(3)选择适当的孕育剂，实施有效的孕育。除各种复合孕育剂外，采用稀土孕育，也可以获得本体强度高于300MPa的薄壁灰铸铁件。此外，还应重视微量元素的影响以及在线铁液冶金质量的监测与评估。近十多年来，由于高新技术向传统产业的渗透与融合，提高了灰铸铁件高品质化和高功能化的水平，例如对铸铁表面进行激光强化处理和半固态铸造等。     

灰铸铁的增硫生产

中频电炉熔炼条件下生产高强度灰铸铁,采取增加复合孕育剂和增S措施,获得95%的A型石墨、抗拉强度300 MPa的高强度中间体.同时根据试验结果,给出了适当的S及Mn的含量.     

高炉渣铁的脱硫试验

对w(S)量高、w(Si)和w(Mn)量低的高炉渣铁进行脱硫试验,结果显示:渣铁温度控制在1420～1460℃,加入3%的脱硫剂(成分为85%石灰+10%萤石+5%石墨),脱硫时间为10min时,脱硫效果达到最佳。用该工艺生产普通灰铸铁件,试样的基体组织为珠光体+铁素体,抗拉强度为195MPa,布氏硬度为223HB,满足低牌号灰铸铁的性能要求。     

HT300高强度缸体缸盖材料熔炼技术研究

分析了熔炼工艺、碳硅成分、锰硫成分、合金化及孕育处理对高强度灰铸铁铁液质量的影响,认为大量使用生铁使铁液收缩倾向增大且使铸件性能降低;增碳剂的选用是全废钢熔炼的关键;在较高碳硅含量条件下生产高强度灰铸铁件,必须设法在熔炼过程中增加石墨晶核,并增硫防止石墨长成粗大片状;适当的合金化和孕育处理,可以使铁液的收缩倾向得到明显改善。指出可以通过延迟开箱时间使铸件在砂箱中缓慢冷却以消除铸造应力,为生产优质铸件提供最后保证。     

HT300高强度缸体缸盖材料熔炼技术研究

分析了熔炼工艺、碳硅成分、锰硫成分、合金化及孕育处理对高强度灰铸铁铁液质量的影响,认为大量使用生铁使铁液收缩倾向增大且使铸件性能降低;增碳剂的选用是全废钢熔炼的关键;在较高碳硅含量条件下生产高强度灰铸铁件,必须设法在熔炼过程中增加石墨晶核,并增硫防止石墨长成粗大片状;适当的合金化和孕育处理,可以使铁液的收缩倾向得到明显改善。指出可以通过延迟开箱时间使铸件在砂箱中缓慢冷却以消除铸造应力,为生产优质铸件提供最后保证。